CS215589B1 - Potrubní kloub - Google Patents

Abstract

Vynález spodá do oboru distribuoe kapalin, zejména závlahové vody při použití mobilních čerpacích agregátů Vynález řeží otázku spojení potrubního řádu s čerpacím agregátem tak, aby byly zaohyoeny síly vznikající nevyrovnaností potrubního řádu a čerpacího agregátu, a tak zabráněné netěsnostem, popřípadě i poškození sacího nebo výtlačného hrdla, popřípadě havarii agregátu. Podstatou vynálezu je zařazení pružného prvku do spoje potrubí a odpovídajícího hrdla čerpacího agregátu podle nového konstrukčního řešení, které kromě toho, že umožňuje určitý úhel vzájemné nesouososti chrání vlastni pružný prvek před poškozením abrazivními Částicemi obsaženými v dopravované kapalině Alternativně řeší vynález použití potrubního kloubu ve spojení s teleskopickým uspořádáním spoje, a to 1 v případě, kdy osy hrdla a potrubí jsou na sebe kolmé

Description

Vynález se týká potrubního kloubu, zejména pro povrchové potrubní systémy použité ve spojení s mobilními čerpacími agregáty

V současné etapě racionalizace zemědělství se ve značné míře využívá velkoplošných závlah, kdy se dopravuje závlahová voda na velké vzdálenosti použitím čerpacích agregátů umístěných na povrchu zavlažovaného terénu Tyto agregáty jsou opatřeny pojezdovým zařízením, a to duel podvozkem nebo lyžinami, které umožňují omezený pohyb agregátu po terénu Obvykle jsou tyto čerpací agregáty poháněny spalovacími motory, jejichž provozní vibrace způsobují, že dochází k zahořování agregátu, popřípadě i části sacího a výtlačného potrubí do terénu, oož může ve svých důsledcích způsobit netěsnost, popřípadě poškození sacího nebo výtlačného hrdla až po havarii celého agregátu Další příčinou zaboření agregátu a částí sacího a výtlačného potrubí může být i rozmáčení okolního terénu z důvodů použití hydraulického pohonu pro rotační pohyb bubnu v případe použití pásového zavlažovače Rovněž skutečnost, že jak čerpací agregát, tak i celý potrubní řád jsou instalovány na povrchu terénu, nedovoluje docílit přesného prostorového usazení jednotlivých součástí celého systému a tyto nepřesnosti ve vyrovnání se přenášejí i na sací a výtlačný řád, způsobují jeho deformaci, a tím vznik nežádoucích napětí, které mohou vést až k hivarii systému

Tyto problémy se řeší tím, še se do míst předpokládaných napětí zařazují tzv potrubní klouby Jsou známy konstrukce potrubních kloubů jako například řešení podle francouzského patentu č 1,577 928, kdy je mezi spojovací příruby potrubí vložen pružný prvek anuloidového tvaru, čtyřhranného průřezu, který je spojen se spojovacími přírubemi šrouby zakotvenými v mezikruhových příloškách uložených v dutině pružného prvku Pružnost dutého anuloidu je zvýšena použitím pružin vložených mezi obě mezikruhové příložky nebo tím, že dutina anuloidu je naplněna stlačitelným médiem Nevýhodou tohoto řešení je skutečnost, še pružný prvek je namáhán jednak tahem v axiálním směru a jednak plným vnitřením přetlakem dopravovaného média, proto jeho použití je omezeno na nízkotlaké potrubní systémy Dále jsou známy konstrukce používající spojovacího elementu ve tvaru kulového kloubu pro kompenzaci axiální síly, ve spojení s těsnícím pružným vlnovcem Nevýhodou takových konstrukoí je omezený průtok kloubem a skutečnost, že neumožňují axiální dilatace potrubí, Kromě toho jsou tato řešení poměrně složitá a výrobně náročná

Nevýhody a nedostatky známých konstrukcí odstraňuje v podstatě vynález, kterým je potrubní kloub, zejména pro povrchové potrubní systému, tvořený pružným prvkem uloženým ve spoji částí potrubního systérau, zejména ve spoji výtlačného nebo sacího hrdla a výtlačného nebo sacího potrubí a jeho podstata spočívá v tom, že hrdlo je opatřeno nákružkem, k jehož čelní ploše je odnímatelně připojena vnitření příložka, a přilehlý konec výtlačného potrubí je opatřen hrdlovou přírubou, k jejímuž čelu je odnímatelně připojena vnější příložka, přičemž v proetoru omezeném nákružkem hrdla, vnitřní příložkou, axiální stěnou hrdlové příruby a vnější příložkou je uložen pružný prvek, tvořený dutým anuloidem pravoúhlého tvaru, jehož vnější axiální stěna a vnitřní axiální stěna jsou opatřeny vnitřními prodlouženými radiálními plochami a vnějšími prodlouženými radiálními plochami tak, že . vnitřní radiální plochy jsou prodlouženy směrem k ose potrubního systému a jsou sevřeny mezi čelní plochou nákružku hrdla a mezi vnitřní příložkou a vnější radiální plochy jsou

A/ prodlouženy od osy potrubního systému a jsou sevřeny mezi čelem hrdlové příruby a vnější přííožkou

Další podstatou vynálezu je, že vnitřní průměr axiální stšny hrdlové příruby je TSíŠí vnější nrůměr vnitřní příložky

Další podstatou vynálezu je, že axiální st^ny pruinJho prvku mají -tvar vlnovoe

Další podstatou vynálezu je, že vnější obvodová plocha vnitřní příložky a vnitřní obvodová plocha vnější příložky jsou zkoseny

Další podstatou vynálezu je, že hrdlová příruba sestává z teleskopického válce, v němž je těsně suvně uloženo válcové pouzdro, spojené s vnější přííožkou

Vyšší účinek vynálezu lze spatřovat v tom, že nová uzavřená konstrukce potrubního kloubu umožňuje jeho použití v potrubních systémech s vysokými parametry tlaku, například až 4 MPa, zaručuje dokonalou těsnost spoje a vysokou provozní spolehlivost, při současném zvýšení životnosti pružného prvku kloubu Svými alternativními provedeními je potrubní kloub použitelný i pro aplikace, kde dochází k velkým axiálním výchylkám, stejně jako pro spoje, kdy jsou spojované části potrubního systému na sebe kolmé

Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázorněn na výkresech, kde obr 1 představuje základní provedení potrubního kloubu podle vynálezu, obr 2 představuje potrubní kloub z obr 1 ve vykloněné poloze, a obr 3 a 4 jsou alternativní provedení potrubního kloubu z obr 1 a 2, ve spojení s teleskopickým uspořádáním spojovaných částí

Podle vynálezu je v potrubních systémech, u kterých může dojít k nepřesnostem ve vyrovnání jednotlivých částí, používán v místech předpokládaných napětí potrubní kloub 1, tvořený pružným .prvkem 2 vloženým do spoje dvou částí potrubního spoje, například výtlačného hrdla 2 neznázorněného čerpacího agregátu a vlastního výtlačného potrubí 4 V základním provedení znázorněném na obr 1 a 2 je konec výtlačného hrdla 2 opatřen nákružkem 2» k jehož čelní ploše 6 je odnímatelně připojena vnitřní mezikruhová příložka 2 Odpovídající konec výtlačného potrubí je opatřen hrdlovou přírubou 8, jejíž vnitřní průměr je větší než vnější průměr vnitřní mezikruhové příložky 7 K čelu 2 hrdlově příruby 8 výtlačného potrubí 4 je Rozebíratelně připojena vnější mezikruhová příložka 10 Vlastní pružný prvek 2 je dvoudílný a je tvořen dutým anuloidem 11 pravoúhlého tvaru tak, že jeho vnější axiální stěna 12 a vnitřní axiální stěna 13 jsou opatřeny přední radiální plochou 14 prodlouženou směrem k ose potrubního systému a zadní radiální plochou 15 prodlouženou směrem od osy potrubního systému Vnitřní prodloužené radiální plochy 14 pružného prvku 2 jsou sevřeny mezi čelní plochou 6 nákružku 5 a vnitřní mezikruhovou přííožkou 7, zatímco vnější prodloužené radiální plochy 15 pružného prvku 2 jsou sevřeny mezi čelem 2 hrdlové příruby 8 a vnější mezikruhovou přííožkou 10 Mezi dnem 16 hrdlové příruby 8 výtlačného potrubí £ a vnitřní mezikruhovou přííožkou 7 je funkční spára 17 Obr 2 představuje osový řez potrubím kloubem 1 základního provedení v poloze maximálního vyosení obou spojovaných částí 2» 1 potrubního systému V případě nevyrovnanosti potrubního systému dojde k vyosení například výtlačného hrdla 2 vzhledem k výtlačnému potrubí 4 θ Úhel «. Proti vnitřnímu přetlaku je pružný prvek 2 chráněn tím, že je uložen v prostoru omezeném vnitřní mezikruhovou přííožkou 7, vnitřní stěnou W axiální částí hrdlové příruby 8, stěnou a nákružkem 2 výtlačného hrdla 2 a vnější mezikruhovou přiložkou 10 Vnější axiální stěna 12 a vnitřní axiální stěna 13 pružného prvku 2 jsou s výhodou provedeny ve tvaru vlnovce, který zvyšuje jak pružnost, tak i pevnost pružného prvku 2, a tím zvyšuje i jeho pohybový rozsah Uložení pružného prvku 2 v omezeném prostoru zvyšuje i jeho ochranu proti abrazivnímu prostředí Pružný prvek 2 lze tvarově měnit podle tvaru dutiny hrdlové příruby 8, dále vzhledem k nárokům na specifickou funkci a použitému materiálu, může být pružný prvek 2 dutý, s náplní stlačitelné látky, popřípadě jako plný. s pružností danou pružností použitého materiálu Zařazením jednoho potrubního Houbu 3. do potrubního systému umožní pouze úhlovou výchylku daného spoje, zatímco k vykompenzování výchylky v souososi lze dosáhnout zařazením nejméně dvou potrubních kloubů do systému K zachycení axiálního posuvu je nutno zařadit do systému nejméně tři potrubní klouby

Na obr 3 je znázorněno alternativní provedení základního typu potrubního kloubu _1 ve spojení s teleskopickým provedením hrdlové příruby 8 výtlačného potrubí 4 V tomto případě tvoří hrdlová příruba 8 samostatnou část, a je opatřena na zadní straně diferenciálním válcem 19, ve kterém je uložen diferenciální píst 20 spojeny s výtlačným potrubím 4 Proti vnějšímu-prostředí je diferenciální píst 20 opatřen těsnícími kroužky 21 a proti vnitřnímu přetlaku těsněním 22 Tlakový prostor 23 diferenciálního válce 20 je spojen s průtočným prostorem potrubního systému přepouštšcím kanálkem 24, zatímco beztlaký prostor 25 diferenciálního válce 19 je spojen s atmosférou otvorem 26 V tomto alternativním provedení umožňuje potrubní kloub 1 výkyvný pohyb spojovaných částí potrubního systému, zatímco axiální posuv systému je zachycen v teleskopickém uspořádání diferenciál ního válce 19 a pístu 20

Konečně obr 4 představuje využití potrubního kloubu 1 v případě, kdy výtlačné potrubí 4 je na výtlačné hrdlo 3 orientováno kolmo U tohoto provedení dochází ke kinematickému obrácení, u kterého výtlačné hrdlo 3 je částí teleskopického válce 27, ve kterém je kluzně uložen jednak píst 28 teleskopického systému a jednak vlastní potrubní kloub 1 uložený na výtlačném potrubí 4 'ýtlačné potrubí £ je opatřeno přírubovým nákružkem 29, jehož vnější obvodová plocha je zkosena tak, že vytváří prostor pro úhlové vychýlení výtlačného potrubí 4 Vnitřní příložka 7 tvoří část nosné konzoly 30 pro uchycení pístní tyče 31 pístu 28 teleskopického systému Vnější příložka 10 je spojena s válcovým pouzdrem 32, které uzavírá prostor uložení pružného prvku 2 potrubního kloubu J. Toto váloové pouzdro 32 je v teleskopickém válci 27 uloženo suvně a je vůči němu utěsněno 0-kroužky 33 Nosná konzola 30 pro uchycení pístní tyče gl je tvořena válcovou vnitřní příložkou 2 a nábojem 34 navzájem spojených žebry 35 Pístní tyč 31 je na obou koncích opatřena polokulovou maticí 36 uloženou v odpovídajícím vybrání pístu 28 i náboje 34 nosné konzoly 30 Činnost tohoto alternativního uspořádání potrubního kloubu 1 umožňuje jednak úhlové vychýlení výtlačného potrubí 4 uloženého vzhledem k výtlačnému hrdlu*g kolmo, a jednak zachycuje případně axiální- síly vzniklé dilataoí potrubního systému

Claims (5)

1 Potrubní kloub, zejména pro povrchové potrubní systémy, tvořený pružným prvkem uloženým ve spoji částí potrubního systému, zejména ve spoji výtlačného nebo sacího hrdla a výtlačného nebo sacího potrubí, vyznačující se tím, že hrdlo (3) je opatřeno nákružkem (5), k jehož čelní ploše (6) je odnímatelnš připojena vnitřní příložka (7), a přilehlý konec výtlačného potrubí (4) je opatřen hrdlovou přírubou (8), k jejímuž čelu (9) je odnímatelně připojena vnější příložka (10), přičemž v prostoru omezeném nákružkem (5) hrdla (3), vnitřní příložkou (7), axiální stěnou (18) hrdlové příruby (8) a vnější příložkou (10) je uložen pružný prvek (2), tvořený dutým anuloidem (11) pravoúhlého tvaru, jehož vnější axiální stěna (12) a vnitřní axiální stěna (13) jsou opatřeny vnitřními prodlouženými radiálními plochami (14) a vnějšími prodlouženými radiálními plochami (15) tak, že vnitřní radiální plochy (14) jsou prodlouženy směrem k ose potrubního systé mu a jsou sevřeny mezi čelní plochou (6) nákružku (5) hrdla (3) a mezi vnitřní příložkou (7) a vnější radiální plochy (15) jsou prodlouženy od osy potrubního systému a jsou sevřeny mezi čelem (9) hrdlové příruby (8) a vnější příložkou (10)

2 Potrubní kloub podle bodu 1, vyznačující sje tím, že vnitřní průměr axiální stěny (18) hrdlové příruby (8) je větší než vnější průměr vnitřní příložky (7)

3 Potrubní kloub podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, še axiální stěny (12, 13) pružného prvku (2) mají tvar vlnovce

4 Potrubní kloub podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že vnější obvodová plocha vnitřní příložky (7) a vnitřní obvodová plocha vnější příložky (10) jsou, zkoseny

5. Potrubní kloub podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že hrdlová příruba (8) sestává z teleskopického válce (27), v němž je těsně suvně uloženo válcové pouzdro (32), spojené s vnější příložkou (10)